Конфигурация тела

Формула

Входящве величины

Тонкий круглый диск с теплообменом на плоских поверхностях и центральным тепловым источником в форме круга

F (г)-тепловой коэффициент диска радиусом г; Le-радиус всего диска, Ц>Г1

01, 2-суммарные коэффициенты теплообмена на плоских поверхностях диска; 6-толщина диска; X-коэффициент теплопроводности диска;

q>=0,15+0,73Ig(Lo/Vc) при ro/Lo<0.02, V>2.0;

\Lo )

при Го/о<0,6; 7 = 0-1.0;

(ai+ 2) V

Го-радиус источника

Примечание. Линейные размеры определяются в метрах; Я,-Вт/(м-°С); а-Вт/См.С); S-м; R, F-°С/Вт .

Для конкретного составного тела или конкретной системы тел связь между тепловыми сопротивлениями и коэффициентами определяется путем рассмотрения эквивалентной тепловой схемы. Далее составляется уравнение теплового баланса с учетом всех способов передачи тепла, т. е. используются уравнения тнпа (22.8). В случае необходимости тепловые проводимости выражают через удельные тепловые проводимости. Полученная система уравнений решается относительно R н F. Часто некоторыми способами переноса тепла можно пренебречь и тогда система упрощается. Известны выражения R V. F для ряда конкретных тепловых схем [7-9].

В § 22.3 дан пример использования такого подхода для определения теплового сопротивления между р-п переходом установленного на радиаторе ролупроводннкорого прибора и окружающей средой. Формулы дл определения тепловых сопротивлений и коэффициентов для часто встречающихся в РЭА случаев приведены в табл. 22.4.

22.2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ГЕРМЕТИЧНОГО И ПЕРФОРИРОВАННОГО ОДНОБЛОЧНОГО И ПРИНУДИТЕЛЬНО ВЕНТИЛИРУЕМОГО МНОГОБЛОЧНОГО АППАРАТОВ КОЭФФИЦИЕНТНЫМ МЕТОДОМ

Метод коэффициентов является приближенным. В основу положена тепловая модель РЭА с нагретой зоной. Для каждого типа аппарата заданы базовые значения основных параметров. Откло-нениг параметров рассчитываемого аппарата от базовых учитывается поправочными коэффициентами. Для каждого типа аппаратов существует свой диапазон изменения исходных параметров.

Одноблочный аппарат в герметичном кожухе

При герметичном исполнении РЭА [8] охлаждение происходит путем отвода тепла от кожуха аппарата с помощью естественной конвекции и теплового излучения. Зависимости температуры элементов РЭА от рассеиваемой ими мощцостн определяют в два этапа.

На первом этапе рассчитывают тепловые характеристики кожуха и нагретой зоны аппарата, т. е. функциональные зависимости вида (22.5), (22,6).

За размеры нагретой зоны (см. рис. 22.1) принимают размеры шасси ll и li к высоту зоны

где Vj - объем /-го элемента в нагретой зоне; п - число элементов в нагретой зоне.

На втором этапе расчета получают зависимости между температурой tjs поверхности /-го элемента н мощностью рассеивания Р), т. е. уравнения вида (22.2).

27 зак.479 М*

1. Перегрев кожуха Д<к = к - с при заданном значении <о однозначно определяется мощностью Ра и тепловой проводимостью кожуха Окош. т. е является функцией следующих параметров:.

Мк=Г{Рупь,5к, с. е,Я).

где Н - давление, мм рт. ст; Руд к = Pr/k - Удельный тепловой ПОТОК с поверхности кожуха, Вт/м; Sj, = 2LiZ,2 Ч-З- поверхность кожуха, м* (см. рнс. 22.1).

Связь между перегревом и определяющими его параметрами представляют в следующей форме:

М =Мр Ks Kt Kg Кц. (22.15)

Откуда

Значения базового перегрева Atp, а также/Cg, Kt, К, Kff, зависящих соответственно от удельной мощности, поверхности, температуры, степени черноты кожуха и Давления Я приведены на рис. 22.2. Графики коэффициентов Кх{х = S , tc, е, Н) для кожуха получены в следующем диапазоне исходных параметров: Руд к = (50-г-600) Вт/мП Sk= (0,15-2,2)м2; = (0-7-60)° С; 8=0,6-г1,0; Я= 300 -г г- 1520 мм рт. ст.

Аналогичные графики для давления Н = 5-=-300 мм рт. ст. приведены в работе [8].

2. Разность температур А/дк = д - к между нагретой зоной и кожухом является функцией теплового потока Рд, размеров кожуха Ll, Lj, h, его температуры размеров воздушных зазоров ft, и из с одной и другой стороны нагретой зоны (см. рнс. 22.1), приведенной степени черноты t, и давления Н.

Если ввести относительные величины, то А<зк будет представлять функцию следующих параметров:

A<3K = /i (Руда. h. Kg, /!i i,.<K. en.

где Рудз = Pg/Sa - удельный тепловой поток с поверхности зоны, Вт/у?; Sg = ihiilj + I2) + 2/1/2-поверхность зоны, м; / = = jA/j/g - определяющий размер шасси, м; Ks - коэффициент заполнения аппарата, т, е. отношение реального объема нагретой зоны к полному объему аппарата; Вц х eeg - приведенная степень черноты; бк - степень черноты внутренней боковой поверхности кожуха в районе нагретой зоны; Вд - степень черноты поверхностей деталей, обращенных к боковой поверхности кожуха. Разность температур Д/дц рассчитывается по формуле

А/зк = Д<з к, Кн Кд Кя К Kt. (22.16)

Откуда

<нз=Дзк + <с + Дк-

Для определения входящих в формулу (22.16) параметров на рис. 22.3 построена серия графиков. Индексы г и в на графиках означают соответственно горизонтальное и вертикальное расположение шасси.